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我校科学家全基因组水平解析玉米籽粒调控网络

相关研究在自然·通讯杂志在线发表

[ 添加日期:2013-12-22 点击率:4789 评论数:0 条]

    2013年12月17日,自然·通讯(Nature Communications)杂志在线发表了我校严建兵教授及其合作者的研究论文“通过RNA测序解析玉米籽粒复杂的调控网络”(RNA sequencing reveals the complex regulatory network in the maize kernel)。该研究以28679个基因的表达量为表型,在全基因组水平进行了迄今在玉米中规模最大的表达QTL(eQTL)分析,建立了eQTL的互作调控网络,该结果为理解玉米籽粒的发育,帮助玉米的遗传改良尤其品质改良提供了有益信息。

    这是严建兵教授2010年底回国后发起和组织的一合作项目的又一成果,一年前利用同一数据对玉米籽粒油分的遗传结构解析发表在《自然遗传学》杂志(Li et al, Nature Genetics, 2013, http://news.hzau.edu.cn/showarticle.php?aid=46406)。本合作研究还有中国农科院作物科学研究所、华大基因、中国农业大学等单位参加。我校严建兵教授、中国农科院王国英研究员、华大基因王俊研究员为该研究的共同通讯作者,我校张祖新教授为共同第一作者。

    据了解,玉米基因组非常复杂,其重复性序列高达85%。我校科学家参与的该研究利用一个相对巧妙的设计,通过对368份玉米多样性材料授粉后15天的籽粒进行RNA测序分析,大大降低了基因组复杂度,不但获得了28769个基因的表达量,这些基因数约占玉米注释基因的60%,同时还获得了360万来自基因内的SNP标记。该项研究负责人介绍,把基因表达量作为表型,通过全基因组关联分析,鉴定了16408个eQTL。然后,通过发展的两步分析方法,把95.1%的eQTL限定到10Kb的区域,其中67.7%的eQTL只包含一个候选基因。科学家认为,这不但说明基因的表达量可当作表型进行遗传分析,也充分体现了在玉米中进行关联分析的精度非常高,大部分都可以直接定位到基因。相对于其它农艺形状,基因表达的遗传结构相对简单,大部分只受1个或者2个位点控制。因此,该数据的集成,为进一步的玉米籽粒发育、基因克隆、表达调控网络重建等提供了极好资源。作者利用玉米籽粒类胡萝卜素为例证(严建兵教授等之前克隆了控制该性状的多个关键基因, Yan et al, 2010, Nature Genetics),通过联合分析,不但验证了此前基因克隆的结果,同时找到了55个其它可能与类胡萝卜素合成有关的基因,并重建了其可能的代谢调控网络。这为籽粒有关基因的挖掘和网络重建提供了新思路。

全文链接:http://www.nature.com/ncomms/2013/131217/ncomms3832/abs/ncomms3832.html


编辑:sevenbamboo
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文字作者: 秣兵[作物遗传改良国家重点实验室] 

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